[发明专利]一种钙钛矿及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钙钛矿及其制备方法和应用，上述钙钛矿的化学式为式(1)或式(2)中的至少一种；(RNH₃)₂A_n‑1B_nX_3n+1式(1)；R’(NH₃)₂A_n‑1B_nX_3n+1式(2)；其中：式(1)中，RNH₃⁺选自有机单胺阳离子中的至少两种；式(2)中，R’(NH₃)₂²⁺选自有机双胺阳离子中的至少两种；式(1)或式(2)中，A⁺独立选自甲胺阳离子、甲醚阳离子和铯离子中的至少一种；B²⁺独立选自Pb离子或Sn离子中的至少一种；X^‑选自卤素离子中的至少一种；n≥2。本发明提出的钙钛矿，能够有效提高二维钙钛矿的光电转化效率。本发明还提供了上述钙钛矿的制备方法和应用。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种钙钛矿及其制备方法和应用。

背景技术

钙钛矿太阳能电池是一种是以钙钛矿型的有机-无机卤化物半导体作为吸光材料的新兴太阳能电池，其光电转换效率已经超过26％。与铜铟镓硒、碲化镉、晶硅等传统太阳能电池相比，钙钛矿电池更具有巨大的应用前景，这除了得益于钙钛矿材料本身优异的光电性质外，如高的吸光系数、低的激子结合能、高的载流子迁移率和可调的禁带宽度等，更重要的钙钛矿电池的制备工艺简单，成本低廉，更适合大规模应用。

钙钛矿太阳能电池的性能与钙钛矿的种类、结构密切相关。目前钙钛矿太阳能电池中采用的钙钛矿主要有二维钙钛矿(准二维钙钛矿)和三维钙钛矿。其中，三维钙钛矿电池目前虽有较高的光电转化效率，但是稳定性较差的问题一直制约了它的发展。准二维钙钛矿材料除了继承了三维钙钛矿优异的光电性能之外，更具有较强地稳定性，这主要得益于有机间隔阳离子隔绝了水氧的侵蚀。

但是，准二维钙钛矿材料中的间隔有机阳离子在抵抗水氧侵蚀的同时，也在一定程度上阻碍了载流子的电荷传输能力。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种钙钛矿，能够有效提高二维钙钛矿的光电转化效率。

本发明还提供了上述钙钛矿的制备方法。

本发明还提供了上述钙钛矿的应用。

根据本发明第一方面的实施例，提出了一种钙钛矿，所述钙钛矿的化学式为式(1)或式 (2)中的至少一种；

(RNH₃)₂A_n-1B_nX_3n+1 式(1)；

R’(NH₃)₂A_n-1B_nX_3n+1 式(2)；

其中：

所述式(1)中，RNH₃⁺选自有机单胺阳离子中的至少两种；

所述式(2)中，R’(NH₃)₂²⁺选自有机双胺阳离子中的至少两种；

所述式(1)或式(2)中，A⁺独立选自甲胺阳离子、甲醚阳离子和铯离子中的至少一种； B²⁺独立选自Pb离子或Sn离子中的至少一种；X^-选自卤素离子中的至少一种；n≥2。

根据本发明实施例的钙钛矿，至少具有如下有益效果：